氟硅酸
硅酸也叫氟锈酸,分子式为H2SiF6,分子量为144.09,是无色透明的发烟液体,有刺激性气味,呈强酸性反应。
无水氟硅酸为无色气体,不稳定,易分解为四氟化硅和氟化氢,在室温已有约50%分解。浓的氟硅酸溶液冷却时能析出无色二水磷酸钠物晶体(H2SiF6·2H2O)。氟硅酸可溶于水,有消毒性能。氟硅酸的最高浓度为60.92%,当组分含氟硅酸13.3%时最稳定,蒸馏时不分解。
氟硅酸来源于化工厂的“三废”,如磷肥厂的废气中含有氟化硅,可将它通入水中就可得氟硅酸溶液(滤掉二氧化硅沉淀)。
氟硅酸是制取氟硅酸钠、钾、、镁、铜、、铅和其他氟硅酸盐及四氟化硅的原料,用于金属电镀、木材防腐、啤酒消毒、酿造工业设备消毒(1%~2%H2SiF6)、铅的电解精制等,还可以用来防治小麦锈病,在发病前、后均可施用。
物理性质
相对密度(水=1):1.32g/mL
沸点(℃):108.5
溶解性:溶于水。
化学性质
酸性很强0.03mol/L浓度下PH为1.6(不考虑分解,酸性与硝酸相近),若用塑料容器存放,室温下在稀溶液中稳定,配位化合物氟硅酸根(SiF62-)很稳定,六个F的存在以及非常对称的结构使得负电荷可以很好地分散,使得氟硅酸能够很好地释放出氢离子,其盐类溶解度特殊,钾盐与钡盐不溶,盐微溶,钠盐、锂盐和铵盐可溶,铷盐,亚铁盐极易溶解。受热分解放出有毒的氟化物气体。具有较强的腐蚀性。
具有酸的通性,与金属剧烈反应,生成氢气:
H2SiF6+2Na→Na2SiF6+H2↑
H2SiF6+Mg→MgSiF6+H2↑
H2SiF6+Zn→ZnSiF6+H2↑
H2SiF6+Fe→FeSiF6+H2↑
与碱反应,形成盐,
H2SiF6+2氢氧化钠→Na2SiF6+2H2O
H2SiF6+Fe(OH)2→FeSiF6+2H2O
[SiF6](2-) + 3H2O = H2SiO3 + 2F(-) + 4HF,故氟硅酸盐在热水中呈弱酸性
能与金属氧化物反应:
3H2SiF6+氧化铁=Fe2(SiF6)3+3H2O
H2SiF6+CuO=CuSiF6+H2O
与盐发生复分解反应:
H2SiF6+Na2CO3→Na2SiF6+CO2↑+H2O
H2SiF6+2KMnO4→K2SiF6↓+2HMnO4(用此方法可制得浓度较低的高锰酸,化学性质稳定)
H2SiF6+2KI→K2SiF6↓+2HI(由于氟硅酸是非氧化性酸,没有副反应,所以碘化氢中游离碘含量很少,溶液基本无色)
化学数据
1、氢键供体数量:0;
2、氢键受体数量:7;
3、可旋转化学键数量:0;
4、拓扑分子极性表面积(TPSA):0;
5、重原子数量:7;
6、表面电荷:0;
7、复杂度:62.7;
8、同位素原子数量:0;
9、确定原子立构中心数量:0;
10、不确定原子立构中心数量:0;
11、确定化学键立构中心数量:0;
12、不确定化学键立构中心数量:0;
13、共价键单元数量:3。
制备过程
1、硅石粉酸解法在衬铅的酸解设备中先加入氢氟酸,然后逐渐加入硅石粉,使之反应。反应完成后,加入稻糠灰以中和游离的氢氟酸,同时起到漂白溶液的作用,过滤溶液,在滤出的清液中加入适量的红铅(PbO)以除去氢氟酸中带入的硫酸根,再经过滤,制得氟硅酸成品。
6HF+sio→HSiF+2HO
2、由湿法磷酸生产中释放出四氟化硅经水吸收制得。亦可由硅砂与氢氟酸反应制得或用硅砂、氟化钙和硫酸混合加热制得。
实际应用
1、是制取氟硅酸钠、钾、铵、镁、铜、钡、铅和其他氟硅酸盐及四氟化硅的基本原料。用于金属电镀、木材防腐、啤酒消毒、酿造工业设备消毒(1%~2%HSiF)和铅的电解精制等。还用作媒染剂和金属表面处理剂。
2、用于测定钡。分离钡和。铅、锡的电解精制。氟硅酸盐的制备。设备消毒。
3、氟硅酸也用于某些电镀的添加剂,氟硅酸或盐类用于镀铬添加,可与硫酸根有相似的作用,并可提高电流效率到20%左右,光亮度提高,光亮电流密度范围加宽;氟硅酸对镀铬层有活化作用,断电时间短,继续复镀,结合力几乎不受影响,所以在镀铬中氟硅酸为必要的添加成分;氟硅酸可降低镀铬的电流密度,提高镀层覆盖能力,但增加了镀液的腐蚀性。
3.制取氟硅酸盐及四氟化硅的原料,也应用于金属电镀、木材防腐、啤酒消毒等。
使用注意事项
危险性概述
健康危害:皮肤直接接触,引起发红,局部有烧灼感,重者有溃疡形成。对机体的作用似氢氟酸,但较弱。
燃爆危险:该品不燃,具强腐蚀性,可致人体灼伤。
对环境的影响
健康危害
侵入途径:吸入、食入、经皮吸收。
危害健康:皮肤直接接触,会引起发红,局部有烧灼感,严重者有溃疡形成。对机体的作用类似于氢氟酸,但较弱。
毒理学资料及环境行为
危险特性:受热分解放出有毒的氟化物气体。具有较强的腐蚀性。
燃烧(分解)产物:氟化氢。
现场应急监测方法
实验室监测方法:参照氟分析方法
环境标准:参照氟标准
急救措施
皮肤接触:立即脱去污染的衣着,用大量流动清水冲洗至少15分钟。就医。
眼睛接触:立即提起眼睑,用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。
吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。
食入:用水漱口,给饮牛奶或蛋清。就医。
消防措施
有害燃烧产物:氟化氢。
灭火方法:消防人员必须穿全身耐酸碱消防服。
灭火剂:泡沫、干粉、二氧化碳、砂土。
泄漏应急处理
应急处理:迅速撤离泄漏污染区人员至安全区,并进行隔离,严格限制出入。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿防酸碱工作服。不要直接接触泄漏物。尽可能切断泄漏源。
小量泄漏:用砂土或其它不燃材料吸附或吸收。也可以用大量水冲洗,洗水稀释后放入废水系统。
大量泄漏:构筑围堤或挖坑收容。用泡沫覆盖,降低蒸气灾害。用泵转移至槽车或专用收集器内,回收或运至废物处理场所处置。
操作处置
操作注意事项:密闭操作,注意通风。操作尽可能机械化、自动化。操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防毒面具(全面罩),穿橡胶耐酸碱服,戴橡胶耐酸碱手套。远离易燃、可燃物。防止蒸气泄漏到工作场所空气中。避免与碱类接触。搬运时要轻装轻卸,防止包装及容器损坏。配备泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。
储存注意事项:储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不宜超过30℃。保持容器密封。应与易(可)燃物、碱类分开存放,切忌混储。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。
参考资料
氟硅酸.pubchem.2024-10-28